高中物理必修2经典时空观与相对论时空观1.ppt

第二节经典时空观与相对论时空观一.经典时空观1.惯性参考系：凡是牛顿定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系。2.伽利略相对性原理对于所有的惯性系，力学规律都是相同的。3.经典时空观（绝对时空观）时间和空间彼此独立、互不关联，且不受物质或运动的影响。4.经典力学的几个基本结论①同时的绝对性②时间间隔的绝对性③空间距离的绝对性第二节经典时空观与相对论时空观二.相对论时空观1.狭义相对论的理论前提①相对性原理——在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。②光速不变原理——不管在哪个惯性系中，测得的真空中的光速都相同。2.狭义相对论的基本结论①“同时”的相对性②运动的时钟变慢③运动的尺子缩短④物体质量随速度的增大而增大。【注意】只有高速运动时，以上效应才明显。第二节经典时空观与相对论时空观三.两种时空观的对比较经典时空观相对论时空观主要结论同时的绝对性同时的相对性时间间隔的绝对性运动的时钟变慢空间距离的绝对性运动的尺子变短质量不变质量随速度的增大而增大主要内容时间和空间彼此独立、互不关联，且不受物质或运动的影响。时间和空间相互关联，质量随物体的运动状态的改变而改变。第二节经典时空观与相对论时空观【例题】地面上A、B两个事件同时发生，对于坐在火箭中沿两个事件发生地点连线飞行的人来说(如图所示)，哪个事件先发生?【答案】B事件先发生。第二节经典时空观与相对论时空观【例题】A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在两个火箭上，以速度vB和vC朝同一方向飞行，vBvC，地面上的观察者认为哪个时钟走得最慢？哪个走得最快？【答案】C时钟走得最慢，A走得最快。第二节经典时空观与相对论时空观【例题】一列火车以速度v相对地面运动。如果地面上的人测得：某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁，那么按照火车上人的测量，闪光先到达前壁还是后壁？火车上的人怎样解释自己的测量结果？【解答】火车上的人测得：闪光先到达前壁。如图，由于地面人测得闪光同时到达前后两壁，而在光向前后两壁传播的过程中，火车要相对于地面向前运动一段距离，所以光源发光的位置一定离前壁较近，这个事实对于车上、车下的人都是一样的。在车上的人看来，既然发光点离前壁较近，各个方向的光速又是一样的，当然闪光先到达前壁。第二节经典时空观与相对论时空观【例题】以8km/s的速度运行的人造卫星上一只完好的手表走过了1mim，地面上的人认为它走过这1mim“实际”上花了多少时间？【答案】10223811361081011310t't.minvc※疑问解释——同时的“相对性”※疑问解释——运动的时钟变慢※※疑问解释——运动的尺子缩短